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Hinweis:

Die hier aufgeführten Informationen rund um die Brennelemente des früheren AVR-Versuchsreaktors sind ab sofort auch auf dem Themenportal unter www.avr-brennelemente.de zu finden und werden dort aktualisiert.

Fragen und Antworten zum Rückbau des Jülicher AVR-Reaktors

Das Forschungszentrum Jülich war in der Vergangenheit als ehemalige Kernforschungsanlage an der Technologienentwicklung für den benachbarten Hochtemperaturreaktor der Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH (AVR) beteiligt.

Der AVR wurde 1988 abgeschaltet. Der Rückbau erfolgt in Eigenregie durch die AVR GmbH. Das Forschungszentrum unterstützt den Rückbau durch Übernahme des Reaktorbehälters sowie durch Übernahme und fachgerechte Entsorgung aller radioaktiven Abfälle. Zudem sind die AVR-Brennelemente in einem Zwischenlager des Forschungszentrums gelagert.

Das Forschungszentrum steht in der Verantwortung, dass die radioaktiven Abfälle in seiner Obhut fachgerecht und gesetzeskonform gelagert und entsorgt werden. Der Schutz der Mitarbeiter, der Bevölkerung und der Umwelt hat dabei oberste Priorität.

1. Wer ist Eigentümer des AVR-Reaktors?

Eigentümer des AVR-Reaktors ist die Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH ("AVR"). Diese wurde am 3. Februar 1959 gegründet mit dem Ziel, die Machbarkeit und Funktionsfähigkeit eines gasgekühlten, graphitmoderierten Hochtemperaturreaktors nachzuweisen. Bei ihrer Gründung war die AVR ein Zusammenschluss von 15 kommunalen Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU).

Im Folgejahr wurde der AVR vom Land NRW im Rahmen eines Erbbaurechtsvertrages ein 3,7 ha großes Grundstück in unmittelbarer Nachbarschaft zur damaligen Kernforschungsanlage (jetzt: Forschungszentrum) zur Verfügung gestellt. Diese Nähe wurde gewählt, um einerseits eine enge, wissenschaftliche Zusammenarbeit sicherzustellen, andererseits konnte so die im Forschungszentrum vorhandene Infrastruktur genutzt werden.

Im Mai 2003 übernahmen die bundeseigenen Energiewerke Nord GmbH (EWN) die Geschäftsanteile der AVR GmbH. Mit der Übernahme wurde als neues Projektziel der Vollständige Abbau der Anlage vereinbart.

2. Um welchen Reaktortyp handelt es sich beim AVR?

Der AVR-Reaktor ist ein Hochtemperaturreaktor mit kugelförmigen Brennelementen. Nach seinem Erfinder, Prof. Dr. Rudolf Schulten, wird er auch "Schulten-Reaktor", wegen seiner Brennelemente auch "Kugelhaufenreaktor", engl.: pebble bed reactor, genannt. Primärkühlmittel war Helium, das Temperaturen von durchschnittlich 950 Grad erreichte. Diese Wärme wurde über einen Dampferzeuger an einen zweiten Kreislauf abgegeben. Der dabei entstandene Dampf trieb eine Turbine an, diese ihrerseits einen Generator zur Stromerzeugung.

THTR-300Prinzip des Hochtemperaturreaktors am Beispiel des THTR-300. Beim Jülicher AVR befindet sich der Wärmetauscher nicht seitlich, sondern oberhalb des Reaktorbehälters.

Grundsätzlich besteht bei diesem Reaktortyp die Möglichkeit, mit dem heißen Helium direkt eine Turbine anzutreiben. Erforscht wurde auch die Möglichkeit, die Wärme des Hochtemperaturreaktors über ein Fernwärmesystem namens "EVA-ADAM" in Ballungszentren zu schicken, um den Wärmemarkt zu bedienen. Die Auskopplung von Prozesswärme war zwar in der Diskussion, konnte aber nicht mehr umgesetzt werden.

3. Wie lange wurde der AVR-Reaktor betrieben?

Der Reaktor wurde von 1967 bis Ende 1988 betrieben. In dieser Zeit wurden insgesamt 1,67 TWh an elektrischer Energie in das öffentliche Netz eingespeist. Schwerpunkt der Forschungsarbeiten war jedoch die Erprobung der verschiedensten Brennelementtypen sowie Versuche zum chemischen und physikalischen Verhalten der Anlage.

4. Was geschah mit dem AVR-Reaktor nach der Abschaltung?

Ursprüngliche Absicht der Betreiber war es zunächst, den Reaktor in den Zustand des "gesicherten Einschlusses" zu überführen, d.h. ihn sozusagen zu "konservieren". Am Reaktorbehälter selbst sollte keine Veränderung vorgenommen werden. Die Genehmigung dazu erfolgte im Jahr 1994. Im Anschluss wurde mit dem Abbau nicht mehr benötigter Anlagenteile begonnen. So wurden unter anderem die Kühltürme sowie der Sekundär- und Kühlwasserkreislauf innerhalb und außerhalb des Maschinenhauses abgebaut.

Konventioneller Abbruch der KühltürmeKonventioneller Abbruch der Kühltürme

Parallel begann die Entnahme der Brennelemente (s. hierzu "Fragen und Antworten zur Verlagerung der AVR-Brennelementkugeln").

5. Warum wird der Reaktor nun vollständig zurückgebaut?

Im Jahr 1999 wurden bei Messungen Kontaminationen im Boden und im Grundwasser festgestellt. Um diese zuverlässig zu entfernen, wurde die Entscheidung über die Zukunft des stillgelegten Reaktors 2003 revidiert. Durch eine Verwaltungsvereinbarung zwischen dem Bund und dem Land NRW wurde festgelegt, Reaktor und Gebäude vollständig bis zur "grünen Wiese" zurückzubauen.

6. Was geschieht künftig mit dem Reaktor und dem Reaktorbehälter?

Der Reaktorbehälter wird zunächst in ein Zwischenlager gebracht. Wenn es ein geeignetes Endlager in Deutschland gibt, soll er zerlegt und verpackt ("konditioniert") werden (siehe auch Punkt 8).

Auch andere Einbauten und Bereiche sind durch den Betrieb kontaminiert bzw. aktiviert. Sie werden – soweit möglich – gereinigt ("dekontaminiert"). Alle radioaktiven Stoffe müssen für die spätere Endlagerung fachgerecht konditioniert werden. Für schwach und mittel aktive Abfälle ist die Schachtanlage Konrad vorgesehen, die zwar genehmigt, aber noch nicht annahmebereit ist.

Schematische Darstellung des AVR-Reaktorbehälters. Schematische Darstellung des Reaktorbehälters innerhalb des AVR-Reaktorgebäudes vor dem Ausheben des Behälters. Der Behälter ist ca. 26 m hoch, hat einen Durchmesser von 7,6 m und hat nach seiner Verfüllung mit Porenleichtbeton eine Masse von ca. 2100 t.
Copyright: AVR

7. Wer betreibt den Rückbau des Reaktors?

Alle Rückbauarbeiten laufen in Verantwortung der AVR mit Unterstützung der EWN.

8. Wie soll der AVR-Reaktor zurückgebaut werden?

Dazu wurde das Gebäude 2007 mit einer zusätzlichen Schutzhülle, der Materialschleuse, versehen. Unter deren Schutz wurde der Reaktorbehälter am 11. und 12. November 2014 mit einem Spezialhebezeug ("Litzenhubsystem") aus dem Gebäude ausgehoben und anschließend millimetergenau auf seinem Ablagegestell ausgerichtet.

Für diesen letzten Schritt sind mehrmonatige Vorbereitungen erforderlich, ehe der Behälter inkl. Ablagegestell mittels Schwerlasttransporter in das nahe gelegene Zwischenlager transportiert wird. Dieses massive Betongebäude wurde in den Jahren 2009 – 2011 errichtet. In diesem Zwischenlager soll der Reaktorbehälter laut AVR nach einer Abklingzeit von bis zu 70 Jahren zerlegt und endlagergerecht verpackt werden.

Zwischenlager des AVR-Reaktorbehälters Das Zwischenlager des AVR-Reaktorbehälters.
Copyright: AVR

Das zylindrische AVR-Gebäude mit der Materialschleuse aus der VogelperspektiveDas zylindrische AVR-Gebäude mit der Materialschleuse aus der Vogelperspektive

Bereits November 2008 wurde der Reaktorbehälter in Vorbereitung des Aushebens mit etwa 500 m3 Porenleichtbeton verfüllt. Damit wurden laut AVR drei wichtige Ziele erreicht:

  • Die mögliche Freisetzung von radioaktiven Stoffen im Falle eines Flugzeugabsturzes wurde auf ein Mindestmaß reduziert.
  • Die Reaktoreinbauten wurden für die Handhabung zum Ausheben des Reaktorbehälters stabilisiert.
  • Der Grafitstaub im Reaktorbehälter wurde gebunden, um mögliche Freisetzungen bei Handhabungsstörfällen so gering wie möglich zu halten.

Die Verfüllung wurde in mehreren Schritten durchgeführt. Die niedrige Dichte von nur 0,7 Kilogramm pro Kubikdezimeter wurde durch die Zugabe von hohlen Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 0,1 und 0,2 mm erreicht. Durch die Verfüllung sank die Dosisleistung außerhalb des Reaktorbehälters erheblich.

9. Ist im Reaktorbehälter eine Gasentwicklung feststellbar?

Im Rahmen der Verfüllung des Reaktorbehälters mit Porenleichtbeton wurde seitens AVR die Entstehung von radioaktivem Wasserstoff (Tritium, H3) erwartet und in den Genehmigungen zum Vollständigen Abbau und der Lagerung des Reaktorbehälters berücksichtigt.

Darüber hinaus wurde festgelegt, den Behälter hinsichtlich Druckentwicklung und chemisch/radiologischer Parameter zu überwachen.

Im Zuge der Überwachung vor dem Herausheben des Reaktors wurde neben Tritium auch radioaktiver Kohlenstoff (C14) in Form des Gases Methan festgestellt. Dieser wird durch Austauschprozesse freigesetzt, bei denen das bereits seit der Betriebszeit im Graphit vorhandene Methan durch Wasserstoff ersetzt bzw. herausgelöst wird. Mögliche Konsequenzen zum Mechanismus und dem Umfang der Methanentwicklung wurden untersucht. Infolgedessen wurde ein entsprechender Nachtrag für die Lagergenehmigung gestellt. Dieser umfasst jetzt auch eine Erweiterung der Überwachung auf Kohlenstoff 14.

Laut AVR ist seit mehr als zwei Jahren kein Anstieg des C14 Gehaltes in der Reaktorbehälteratmosphäre mehr messbar, die Aktivitätskonzentration ist im Gleichgewicht.

Druckentwicklung

Der Druck im Reaktorbehälter wird ebenfalls überwacht. Hier ist vorgesehen, dass bei einem Überdruck von 100 mbar (zum Vergleich: ein Autoreifen hat etwa 2300 mbar) das Gas aus dem Behälter gezielt abgepumpt und dem Forschungszentrum Jülich zur Entsorgung übergeben wird. Dies war bisher nicht der Fall.

In den vergangenen 1 ½ Jahren wurde jedoch kein Druckaufbau im Reaktorbehälter mehr festgestellt, so dass laut AVR ein Abpumpen des Behälters in den nächsten Jahren/Jahrzehnten nicht erwartet wird. Gleichwohl wäre die technische Ausrüstung dafür vorhanden.

Korrosion

Dem Beton wurden Zusätze beigemischt, die einer Korrosion entgegenwirken. Da darüber hinaus die Atmosphäre des Behälters nahezu ausschließlich aus Stickstoff besteht, ist ein „Rosten“ des Behälters nicht möglich. Eine Undichtigkeit des Behälters sowie die Freisetzung von Gasen aufgrund von Korrosion ist somit ausgeschlossen.

10. Warum wird der Reaktor nicht sofort zerlegt?

Es wäre technisch möglich gewesen, den Reaktorbehälter innerhalb des Reaktorgebäudes zu zerlegen und zu verpacken. Dies wäre aber mit deutlich höherem Aufwand, höherem Risiko und höheren Kosten verbunden. Deshalb fiel die Entscheidung zugunsten der Verlegung in ein Zwischenlager.

Die Zerlegung im Zwischenlager unmittelbar nach der Einlagerung wäre ebenso möglich. Wegen des hohen C-14-Gehalts der keramischen Einbauten können diese Abfälle nach heutigen Einlagerungsbedingungen jedoch nicht in das künftige Endlager Konrad gebracht werden. Ein weiterer Vorteil einer erst in bis zu 70 Jahren stattfindenden Zerlegung ist die bis dahin abgeklungene Co-60 Aktivität. Daher ist eine sofortige Zerlegung des Reaktorbehälters nicht sinnvoll.

11. Wer ist Genehmigungsbehörde für den Rückbau des AVR-Reaktors?

Genehmigungsbehörde für den Rückbau ist das Wirtschaftsministerium des Landes Nordrhein-Westfalen. Das Ministerium schaltet bei Prüfung und Aufsicht atomrechtliche Gutachter ein.

12. War das Forschungszentrum Jülich an dem Rückbaukonzept beteiligt?

Das jetzige Konzept stammt ausschließlich von der AVR/EWN GmbH. Das Forschungszentrum Jülich war daran nicht beteiligt.

13. Gibt es Erfahrungen beim Rückbau eines Hochtemperaturreaktors?

Der Jülicher AVR ist weltweit der erste Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktor, der betrieben wurde, und er ist der Erste, der zurückgebaut wird. Es gibt daher keine einschlägigen Erfahrungen. Die Energiewerke Nord verfügen über entsprechende Kompetenzen im Rückbau kerntechnischer Anlagen. Unter ihrer Leitung werden die Kernkraftwerke Greifswald/Lubmin in Mecklenburg-Vorpommern und Rheinsberg in Brandburg zurückgebaut. Mit der Eingliederung der ehemaligen kerntechnischen Bereiche am Standort des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT, früher: Kernforschungszentrum Karlsruhe) stehen der EWN und ihren Tochterunternehmen zusätzliches Know-how und die Erfahrung im Rückbau kerntechnischer Anlagen zur Verfügung.

14. Ist das Zwischenlager sicher?

Im Rahmen des Genehmigungsverfahrens wurden die Folgen eines Flugzeugabsturzes und eines Erdbebens bewertet. Der Gutachter kam zu dem Ergebnis, dass die bauliche Ausführung des Zwischenlagers ausreichend ist, selbst für den Fall eines direkten Flugzeugabsturzes auf das Zwischenlager. Auch für den Fall eines Erdbebens ergab die gutachtliche Prüfung, dass die Standsicherheit des Zwischenlagers und des Transportschlittens mit dem darauf liegenden Reaktorbehälter gegeben ist.

15. Ist das Forschungszentrum am Rückbau beteiligt?

Der Rückbau des AVR-Reaktors erfolgt in Eigenregie durch den Betreiber, die AVR GmbH. Daran ist das Forschungszentrum Jülich nicht direkt beteiligt. Das Forschungszentrum Jülich unterstützt den Rückbau durch fachgerechte Behandlung und Entsorgung radioaktiver Abfälle.

16. Warum übernimmt das Forschungszentrum diese aktive Rolle?

Aufgrund einer Verwaltungsvereinbarung vom 25.02./13.03.2003 zwischen dem Bund und dem Land NRW hat das Forschungszentrum Jülich die Entsorgungs­verantwortung für alle radioaktiven Reststoffe und radioaktiven Abfälle der AVR GmbH, d.h. auch für die AVR-Brennelemente, übernommen. Zudem befanden sich die AVR-Brennelemente zum damaligen Zeitpunkt bereits in der Obhut des Forschungszentrums Jülich, da das Forschungszentrum Jülich als Betreiber eines Forschungsreaktors über das nötige Know-how und insbesondere die wissenschaftlich-technische Infrastruktur zur Annahme, Verarbeitung und Lagerung von Kernbrennstoffen verfügte.

17. Wie steht es um die Sicherheit von Mitarbeitern und der Bevölkerung?

Für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Forschungszentrums sowie für die Bevölkerung in der Nachbarschaft ist die Sicherheit gewährleistet. Die vom Reaktorbehälter ausgehende Strahlung ist so gering, dass der Reaktorbehälter ohne zusätzliche Umhüllung vom jetzigen AVR-Gebäude zum neuen Zwischenlager transportiert werden kann. Die geringe Strahlung sorgt in Verbindung mit einer kurzen Transportzeit für eine minimale Dosisbelastung. Besondere Schutzmaßnahmen sind daher nicht erforderlich.

18. Welche Kontamination gibt es im Boden, und woher stammen sie?

Im Mai 1978 entstand ein Leck im Dampferzeuger, der sich oberhalb des Reaktors befindet. Durch dieses Leck flossen insgesamt etwa 27m3 Wasser in den Reaktor. Der Störfall wurde sofort gemäß Atomgesetz gemeldet, umfassend untersucht und im Land Nordrhein-Westfalen sowie in der Presse eingehend behandelt. Der Reaktor wurde zur Reparatur über 15 Monate außer Betrieb genommen.

Bei Reinigungsarbeiten im Zusammenhang mit dem Störfall gelangte kontaminiertes Wasser über eine undichte Gebäudefuge in das umgebende Erdreich und das unterirdische Betonkammersystem. In den Betonkammern befindet sich aus baustatischen Gründen Wasser, das bei Hochwasser den Auftrieb des Reaktorgebäudes verhindert. Bei Stilllegungsarbeiten an den AVR-Anlagen wurden dann im Jahr 1999 im Ablauf des unterirdischen Regenwassersammlers sowie im Grundwasser in der Nähe des Gebäudes Kontaminationen durch Strontium (Sr-90) festgestellt. Die Aufsichtsbehörde, das Wirtschaftsministerium des Landes NRW, veranlasste Sofortmaßnahmen sowie umfassende Prüfaufträge an den Sachverständigen (TÜV Arbeitsgemeinschaft Kerntechnik West e. V. Köln). Insbesondere wurde ein Messprogramm in Auftrag gegeben, das bis zum heutigen Tag durchgeführt wird. Im Rahmen dieses Programms wurde der TÜV Rheinland beauftragt, regelmäßig Betonkammerwasser, Regenwasser und das Grundwasser auf Strontium, Tritium sowie auf die Gesamt-Beta-Aktivität zu untersuchen. Darüber hinaus werden seit 1999 alle Monatsmischproben der gammaspektroskopischen Untersuchung auf Einzelnuklide unterzogen. Insgesamt werden an ca. 15 Messorten (alle im Bereich der AVR) Proben genommen.

19. Welche Risiken gehen von der Kontamination des Bodens aus?

Zu dem Störfall und seinen Folgen gibt es Prüfberichte des TÜV, die eine grenzwertüberschreitende Belastung für Menschen und Umwelt ausschließen. So stellte der TÜV u. a. fest: "Eine Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung im Raum Jülich durch das kontaminierte Betonkammerwasser des AVR kann für die Vergangenheit und die Zukunft ausgeschlossen werden." Auch die Messungen des Forschungszentrums haben immer Werte unterhalb der genehmigten Grenzwerte ergeben. Die Strontium- und Caesiumwerte liegen seit Jahren innerhalb der Genehmigungsgrenzen oder weit darunter. Tritiumwerte liegen seit mehreren Jahren unterhalb der messtechnischen Nachweisgrenze. Alle Messungen und deren Ergebnisse werden den Aufsichtsbehörden kontinuierlich vorgelegt.

20. Wann wird an dieser Stelle "grüne Wiese" sein?

Mit dem Abschluss aller notwendigen Arbeiten wird Ende 2022 gerechnet. Danach übergibt die AVR GmbH das Gelände wieder zur uneingeschränkten Nutzung dem Land Nordrhein-Westfalen.

21. Was kostet der Rückbau, und wer trägt die Kosten?

Im zweiten Halbjahr 2013 hat die AVR GmbH das Projekt neu bewertet. Danach läuft das Projekt bis 2022 bei einem Finanzbedarf von 360 Mio. Euro (Preisbasis September 2013). Die Kosten tragen der Bund, vertreten durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, zu 70% und das Land NRW, vertreten durch das Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie, zu 30%. Die Kosten des Stillstandbetriebs des AVR von 1989 bis zur Projektübernahme durch EWN im Mai 2003 betrugen ca. 200 Mio. Euro, die von Bund und Land im Verhältnis 90:10 getragen wurden.

In diesen Rückbaukosten nicht enthalten sind die Kosten für die Entsorgung der radioaktiven Abfälle. Die Gesamtkosten dafür werden auf etwa 120 Mio. Euro geschätzt. Davon sind im Zeitraum 1994 bis 2009 bereits etwa 40 Mio. Euro angefallen.


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